聚氨酯作为一种独特的智能聚合物,由于其良好的可控性能,广泛应用于粘合剂,热塑性弹性体,绝缘材料,密封剂,涂料和泡沫等。然而,热降解极大地限制了聚氨酯的广泛使用,当热塑加工的温度超过200℃时,聚氨酯分解成起始的多元醇和异氰酸酯。通过改性(N-取代)来改善聚氨酯材料的性能,例如,增加热稳定性,阻燃性,柔韧性、可溶性和抗黄变性能等。但是,只是通过单纯的改性并不能极大的改变聚氨酯的表面润湿性能。因此,我们通过蒸汽诱导和电纺丝两种方式来增强聚氨酯材料的表面润湿性能,这对于自清洁表面的应用具有重要意义。本课题首先介绍了超疏水表面的基础知识及制备方法。从合成接枝有不同烷基侧链(辛基,十四烷基和十八烷基)的N-取代聚氨酯出发,借助核磁和红外对其结构进行了表征,通过核磁分析得到最佳的N-取代反应条件(反应时间,反应温度和物料比),同时通过DSC、TGA和XRD等表征手段对聚合物的热力学性能(玻璃化温度、熔点和热稳定性)和结晶性能进行了分析和比较。使用AFM来观察聚合物的表面形貌,查看N-取代反应、接枝链长度、浓度和溶剂对表面形貌的影响。并由AFM和SEM观测到纳米纤维状的硬段嵌入到无定形的PPG软段中的微相分离的纳米结构。通过蒸汽诱导和热处理实现了膜的刺激响应性能,体现为膜的润湿性能的可逆转化,且水接触角有高达21°的显著变化。论文的另一个重要方面是N-取代含氟聚氨酯(接枝侧链为全氟辛基)的性能研究。首先分析了N-取代反应前后,聚合物旋涂膜的形貌和接触角变化。实验发现,N-取代含氟聚氨酯平滑膜的接触角(112°)远大于聚氨酯的接触角(52°)。随后,使用电纺丝技术制备具有不同浓度的聚合物电纺丝薄膜。实验发现,当聚合物浓度为25%时,聚合物膜表面的粗糙度达到最大,水接触角达到最大值(N-取代聚氨酯:160°,聚氨酯:132°),油滴在N-取代聚氨酯膜表面上的接触角高达154°,且水/油的滑动角都很小(5°)。N-取代聚氨酯表现出强大的超疏水超疏油性和自清洁性能。